产出导向、思政融入的工科专业人才培养体系设计——以华东交通大学车辆工程专业为例

立德树人是新时代高等教育的基本任务。基于工程教育理念和系统工程思想,以华东交通大学车辆工程专业为例,按照“根据内外需求确定专业培养目标及专业思政目标、明确毕业要求、设计专业课程地图实现对毕业要求和思政目标的支撑、推进教学实施过程改革、建立多维质量评价体系”等过程反向设计人才培养体系,把立德树人的要求从顶层设计落实到各具体教育环节,落实到具体课程,形成产出导向、思政融入的人才培养特色,为铁路行业培养理论扎实、技术精良、综合素质高的卓越工程技术人才。

机械设计创新竞赛对机械类课程体系改革的促进作用——以华东交通大学为例

2018年全国高校大学生机械创新设计大赛江西赛区取得了优异的成绩。该文叙述了作者所在学院以参赛承办江西赛区的比赛为契机,提高学生对实践教学的兴趣,优化实验室软硬件条件,进一步对实践教学内容进行改革,以此达到培养学生创新实践能力的目的。

某型城市轨道交通车辆空调风道关键位置优化设计

针对某型城市轨道交通车辆,为使通风道满足流量与风压平均分配,各出风口均匀送风的设计要求,设计了一种新型空调通风道。利用流体力学(CFD)软件Fluent对通风道各出风口送风均匀性进行仿真计算,并对通风道内流场进行优化设计,同时对通风道内的支撑板上腰形孔进行改进。结果表明该类新型风道不仅满足了设计要求,同时采用铝合金材料,进一步实现了轻量化的目标,实现了各个出风口流量分配不均匀度小于10%的目标。

车辆磁流变半主动悬架及其控制策略研究进展

悬架系统是车身和车轮之间的所有传动力连接装置的总称,主要承受车身质量和减少来自路面的不平整激励,并提供良好的轮胎接触,以保证车辆的稳定性。悬架作为车辆底盘最重要的组成之一,其对车辆的减振性能有至关重要的作用。阐述悬架在车辆中的作用,并在介绍车辆悬架的基础上,结合国内外最新的研究成果,重点综合分析车辆磁流变半主动悬架及其控制策略,最后探讨磁流变半主动悬架技术发展趋势和今后需要关注的若干问题,为车辆磁流变半主动悬架控制的进一步研究提供参考。

浅谈新工科背景下车辆工程专业流体力学课程教学改革实践

在世界快速变革的新形势下,国家以"新工科"建设为契机推动高等教育的改革,以适应国家经济社会发展的需求。在此背景下,针对车辆工程专业流体力学课程存在的教学模式单一、理论教学抽象不易理解、与专业前沿方向和工程应用脱节等问题,从转变教学理念、强化专业与工程应用背景以及多元化授课模式设计三个方面对流体力学课程教学进行了立体化改革,旨在使流体力学课堂教学面貌一新,有效提升学生学习热情及学习效率。

新工科视域下的车辆工程专业建设与人才培养研究与实践

车辆工程专业建设和人才培养对于国家工业和经济长远发展具有重要意义。在新工科视域下,对专业建设方向进行了分析,并在此框架下从人才培养模式、教育教学体系、教育质量评价体系三个方面探讨了改革和实践路径。通过系列改革方案的实施,有效促进人才培养质量稳步提升,对于专业向更高层次发展具有极强的推进作用。

面向工程教育专业认证的车辆工程流体力学课程教学改革与实践

工程教育专业认证对于推动高校课程教学改革具有非常重要的作用。根据毕业要求指标点和专业需求筛选课程教学内容,并构建课程目标与毕业要求指标点的关联矩阵。建立多环节、多层次的课程考核机制,把握教学质量的过程监控。在此课程教学体系下,知识点逻辑清晰,重点突出,可直观反映教学过程中的薄弱环节,为课程的持续改进指明方向,并有效提高教学质量。

动力吸振器应用于车辆悬架系统的NVH控制

为了降低汽车室内噪声,提高乘坐舒适性,进行了利用动力吸振器降低车内噪声的方法研究。针对某款SUV车型在开发过程中后排噪声超出乘客接受范围的问题,经噪声测试、主观评价并结合工作振型(operational deflection shape,简称ODS)分析,确定副车架在200~300 Hz频段下与车身产生了较大共振耦合。提出在副车架上增加有阻尼动力吸振器的方案,建立吸振器数学模型,通过测试吸振器固有频率以选用合适的吸振器。同时,对副车架进行振动传递函数(vibration transfer function,简称VTF)测试,以确定吸振器的安装位置,并通过试验验证了该方案的有效性。研究结果表明,副车架在增加吸振器优化后,能够将后排212 Hz的峰值噪声降低4 dB,在232 Hz降低6 dB,同时在200~250 Hz频带内平均降低了3 dB,能够起到良好的降噪效果。该方案为汽车振动噪声控制提供了一种工程化解决思路。

新工科背景下车辆工程(汽车方向)专业国际化人才培养改革

基于新工科背景,根据车辆工程(汽车方向)专业人才培养的现状及不足,针对国家提出的关于高校的国际化人才培养的目标要求,进一步结合汽车行业现状及产业的国际化发展趋势,提出全方位的国际化人才培养模式,为培养具有国际创新能力的专业复合型国际化人才进行改革探索。同时提出强化国际化人才培养模式基础保障,建立国际化学分制下的平台式教学管理体制,融合国际先进Project闭环教学理念强化“新工科”建设,协同培养国际化联合创新水平等相关改革措施和方案。车辆工程(汽车方向)专业国际化人才培养的创新与改革,可为专业建设的定位和发展方向提供理论支持,将对车辆工程专业的国际化和高质量人才的培养意义重大。

思政教育背景下多视角融合的机械工程学科研究生创新能力培养模式探索

针对目前研究生创新教育难以系统地融入具有中国特色的思政教育元素的问题。课题组基于思想政治教育背景,以华东交通大学机械工程学科研究生为研究对象,在人才培养标准重构、能力素质体系框架构建、跨界创新思维培养、思政教育融入创新课程体系、实践教学资源整合和教育评价体系完善这六个视角下,构建一套多视角融合培育研究生创新能力的培养模式。该模式重在提高机械工程学科创新型研究生培养质量,探索和实践在机械工程学科创新型人才培养中融入中华传统美德、社会主义核心价值观、工程伦理、爱国教育等思政内涵,实现传授创新创业知识与培育具有中国特色的创新型人才目标的有机统一。

大学生创新创业竞赛积极性测量研究

目的:编制一个适合我国大学生创新创业竞赛积极性的测量工具,并考察大学生创新创业竞赛积极性的现状。方法:在冯江平的《员工工作积极性测评问卷》的基础上编制了初步的大学生创新创业竞赛积极性问卷。264名大学生填写了自编的大学生创新创业积极性问卷。结果:1) 探索性因素分析提取出3个因子;2) 问卷3个因子的内部一致性系数为0.880~0.921;3) 大学生创新创业竞赛积极性水平比较高;4) 大学生创新创业竞赛积极性在性别、年龄、专业上不存在差异;5) 大学生创新创业竞赛积极性在参赛动机上存在差异,如自愿参加的大学生积极性高于为了评奖学金、跟风参加的大学生。结论:1) 大学生创新创业积极性包括三个因素:认可度、参与感、价值认知;2) 自编创新创业竞赛积极性问卷有较好的内部一致性信度,有较好的结构效度和效标关联效度。

思政教育融入到机械工程学科研究生创新教育探索

【目的】针对当前高校研究生思政水平和创新能力培养不足的问题,课题组对高校思政教育和创新教育的有机融合进行积极探索。【方法】课题组以华东交通大学机械工程学科为例,通过阐释思政教育和创新教育融合的可行性,分析创新教育融入机械工程学科创新教育存在的问题,提出了多元意识融入到研究生思政创新思维的培养过程、完善多视角融合的思政创新教育教学体系、加强多方式协同的思政创新师资队伍建设、营造多元素结合的思政创新校园文化氛围的四大实现路径。【结果与结论】探索和实践在机械工程学科创新型人才培养中融入中华传统美德、辩证思想、哲学智慧、工程伦理、爱国教育等思政内涵,实现了传授思政教育和创新教育知识与培育中国特色思政创新型人才目标的统一,对开展学科思政背景下研究生创新型人才培养体系构建与实践研究具有一定现实意义。

基于工程能力培养课程教学模式改革探索

工程能力是机械类专业学生需要掌握的关键能力之一。以智能制造工程专业的重要专业课智能设计与仿真技术为例,通过该课程学习,学生能够掌握机械设备的设计、三维建模、结构和热分析等工程知识。以培养学生工程能力为教学改革目标,以常用设备设计为引线,理论教学和项目制教学相结合,采用统一软件,结合课堂讲授与学生实际操作,改革课程教学内容,提升学生解决实际工程问题的能力。

实测工况下快速地铁车辆一系弹簧疲劳寿命分析

针对一系钢圆弹簧的疲劳失效问题,文中以某城市地铁一系钢圆弹簧内簧为研究对象,首先,对内簧有限元模型进行静强度分析,结果表明:有限元分析结论与理论解相对误差不超过1.0%;其次,建立快速地铁动力学模型,以14 km实测轨道波磨数据为激励,仿真得到不同车轮状态-轨道激励匹配下的内簧振动位移-时间历程,运用雨流计数法将其转化为8级疲劳载荷谱;结合线性Miner疲劳损伤理论,预测出内簧的疲劳寿命。以AW3+工况为例,实测轨道谱-多边形轮状态下,内簧疲劳寿命为10万km,符合其实际运行寿命。研究结果表明:弹簧所受载荷工况、车轮及轨道状态、簧丝直径都是影响一系钢圆弹簧疲劳寿命的因素,对比分析不同工况下内簧的疲劳寿命值,在弹簧所受载荷工况和车轮状态相同时,实测轨道激励下内簧的最短疲劳寿命比新轨激励下的要短得多;当内簧处于实测轨道谱下,AW0工况下多边形轮的疲劳寿命值为新轮下的1/3;在车轮和轨道条件相同时,AW3+工况下疲劳寿命值为AW0工况下的1/385;最后,提出定期钢轨打磨、提高弹簧刚性和限制超载量等一系列减少一系钢圆弹簧内簧疲劳断裂的有效措施。

大型工程机械驾驶室机器人自适应打磨抛光系统的设计

为适应当前制造业大型设备零部件生产需要,提高对大型工程机械驾驶室焊缝打磨抛光处理效率,设计一种机器人自适应自动打磨系统。此系统采用六自由度机器人配置自适应性力控系统,实现对复杂曲面及焊缝的贴合;采用外接轴实现对工件所有焊缝全方位覆盖,并实时切换姿态完成自动打磨。通过自动更换打磨工具的方式,实现单个机器人生产效率最大化;运用模块分层化理念,使不同工位满足不同工艺需求,凸显此系统良好的兼容性;其中加装的自适应性力控装置,实现了工业参数数据化,其可调可控,从而保证打磨抛光的效果。挖掘机驾驶室焊缝打磨抛光试验结果表明:此系统可实现对大型工程机械驾驶室焊缝打磨抛光全自动化处理,且保证了打磨效果,可以满足生产要求。

面向智能制造的轨道车辆制造工艺课程教学设计——以轮轴制造工艺为例

结合智能制造背景,以轮轴制造工艺过程为例,该文依据企业现场轨道车辆轮轴制造工艺过程,设置知识、能力、情感课程教学目标。在教学内容设计中引入智能制造知识、轮轴加工工艺过程、智能生产线控制系统,采用案例和讨论教学方法,在理论与实践相结合等方面提出相应的教学改革实践,让学生充分掌握应用理论解决工程问题的方法,塑造学生工程意识、社会责任意识。

面向新工科的高级应用型人才培养模式探索——以机器人工程专业为例

在“新工科建设行动路线”中,机器人科技人才培养受到广泛关注。目前所面向的在新工科基础上对机器人工程专业高级应用型人才培养模式还在初步探索中,并未形成完整体系。探索以多主体协同育人创新模式框架为基本架构、以“课程—项目—竞赛”驱动为抓手的人才培养新模式,经过3年多的实践检验,该模式取得初步成效,在学生竞赛获奖、科研成果产出、知识能力水平、升学率方面都有较大提高。该人才培养新模式对学生学习自主能动性的提高、专业知识和素质的提升、科研态度和能力的培养具有较好的推动作用。

基于反射率、吸光度和Kubelka-Munk光谱的贡梨不同损伤程度检测

贡梨在收获、运输和销售过程中容易发生机械损伤,加速果实腐烂,降低贡梨品质。快速判别贡梨的不同损伤程度,进而采取不同的处理措施,以降低经济损失。以往运用高光谱技术研究水果的损伤程度,通常仅用反射率光谱。该研究运用高光谱技术获取贡梨的反射率(R)、吸光度(A)、和Kubelka-Munk(K-M)变换光谱结合3种深度学习算法对健康和不同损伤程度的贡梨进行判别。首先,选取60个新鲜无损伤贡梨作为健康样品,再利用自由落体碰撞装置制备出Ⅰ级损伤、Ⅱ级损伤、Ⅲ级损伤贡梨样品各60个。通过高光谱成像系统采集这240个贡梨样品的光谱数据,对采集的光谱进行黑白校正,以获得贡梨的反射率(R)、吸光度(A)、和Kubelka-Munk(K-M)变换光谱,然后用基准线校准(Baseline)、去趋势(De-Trending)、移动平均(MA-S)、乘法散射校正(MSC)、卷积平滑(SG-S)、标准正态变量变换(SNV)共6种预处理方法对3种原始光谱数据进行预处理,并建立BP神经网络(BP)、极限梯度提升(XGBoost)和随机森林(RF)判别分析模型对贡梨不同损伤程度进行判别。根据模型对贡梨损伤程度的判别结果显示,基于反射率、吸光度、K-M变换光谱的BP模型判别准确率较好,整体准确率达到了85%及以上,且发现经过Baseline预处理后的反射率光谱建立的BP模型比未经预处理的反射率光谱谱建立的BP模型有较大的提升,判别准确率达到了93.33%。为了提升BP模型的精准度和运行效率,对3种原始光谱和Baseline预处理后的光谱利用竞争性自适应重加权(CARS)和无信息变量消除(UVE)方法筛选出特征波段光谱信息,用筛选后的特征光谱数据来建立BP模型,其判别结果显示A-RAW-CARS-BP模型具有最佳的判别准确率,整体准确率达到了96.66%。结果表明,采用3种原始光谱对贡梨的损伤程度进行判别具有可行性,为高光谱技术检测贡梨的不同损伤程度提供了理论依据。

液压机械臂的接触作业控制方法进展

【目的】液压机械臂具备负载能力强、响应速度快、无极调速范围大、受辐射电磁干扰小等特点,被广泛应用于隧道掘进装备、桥梁建设装备等交通基础设施建设领域。文章旨在总结液压机械臂的接触作业控制方法,介绍力与位置精确协调控制方法,最后对其未来的研究方向提出展望。【方法】在实际工程应用中,液压机械臂常常要与外界环境进行接触,而其接触作业控制涉及与位置的精确协调控制,而力与位置的精确控制需要精准的动力学模型和末端力的精准估计。【结果】国内外学者针对力与位置精确协调控制进行深入研究,在实现液压机械臂稳定、准确、安全接触作业取得了一些重要的研究成果。【结论】针对这些成果,阐述了液压机械臂在动力学建模、动力学参数辨识、末端接触力估计方法和柔顺控制等方面的研究内容,并且对下一步的研究提出了建议和展望。

基于高光谱成像的蓝莓微腐烂检测研究

为了探究蓝莓早期腐烂后时间及温度变化对其造成的影响,采用高光谱成像技术结合偏最小二乘法和反向传播神经网络算法,进行了理论分析和实验验证,取得了偏最小二乘法和反向传播神经网络对蓝莓腐烂的时间模型和温度模型,并比较了这两种算法的建模效果。结果表明,随着时间的增加,蓝莓腐烂的情况会进一步恶化;伴随着温度的提升,蓝莓腐烂强度逐步提高;基于偏最小二乘法建立的模型效果更适合腐烂蓝莓的检测,腐烂蓝莓的协方差系数为0.131和0.149,相关系数为0.932和0.921,误差较小且相关性趋于一致。偏最小二乘法建立的模型可以较好地显示时间及温度对腐烂蓝莓的影响,为蓝莓表面微腐烂检测提供了一定的参考。